Динамическое исследование механизма
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
1. Геометрическое и кинематическое исследование механизма
.1 Геометрический синтез механизма
Исследуемый механизм:
О механизме известно:
l1=0.1 м; l3=0,7 м; m2=2 кг; kv=1.3
м
Зависимость длины кулисы от значения угла q
Зависимость угла ? от значения угла q
1.2 Геометрическое и кинематическое исследование
) Нахождение зависимости угловой скорости 3-го звена от угла q.
а) нахождение через матрицуб) нахождение напрямую через функцию ?(q)в) аналитически полученное решение
Найдем разность между крайними положениями угла ? при рабочем ходе
Зависимость угловой скорости 3-го звена от угла q
) Нахождение зависимости ускорения 3-го звена от угла q
а) прямое нахождение ускорения от функции ?(q)
б) производная решения, полученного в прошлый раз аналитически
в) аналитическое решение
Зависимость углового ускорения от значения угла q
2. Силовой расчет
.1 Статический расчет
Сделаем статический расчет для q=1200
Н
Н
Н
Сравниваем полученное решение с значением, полученным для общего случая.
Н НЗначения совпали
R01=-R21=14.563 Н
Q=OD*R03=0,913Н*м
Н*м
2.2 Кинетостатический расчет
По условию задачи, на точку С действует сила P, такая что, график зависимости силы Р во время холостого хода будет выглядеть так:
Зависимость P от
Зависимость P от q и угловой скорости 3-го звена от q
Пусть данный механизм имеет линейную плотность кг/м
Тогда получаем:кг.
Тогда силы тяжести, действующие на звенья будут равны:
Н Н Н
Рассчитаем момент инерции первого и третьего звена
кг*м2 кг*м2
Также, выведем зависимость положения центров массы 1-го и 3-го звена от угла q
Проекции сил инерции, действующие на тело при движении можно выразить как:
НННН
Н*м Н*м
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н Н
Н Н
Н*м
2.3 Выбор двигателя
Найдем требуемую мощность двигателя, для поддержания выбранного режима работы
механизм кинематический инерция двигатель
Вт
Тогда, для нашей системы поставим двигатель, мощностью
Вт кг*м2 кг*м2
Ом В кг*м2
с-1
3. Динамическое исследование механизма
3.1 Определение приведенного момента инерции
Найдем приведенный момент инерции.
Разложим функцию J(q) в ряд Фурье
Проверка:
3.2 Определение приведенного момента сопротивления
с
Запишем уравнение Лагранжа II-го рода:
Найдем зависимость Qc(q)
Дж
Как и следовало ожидать, функция приведенного момента инерции и она же, разложенная в ряд Фурье совпадают.
3.3 Построение характеристики двигателя
Тогда, для нашей системы поставим двигатель, мощностью
Вт кг*м2 кг*м2
Ом В Гн кг*м2
с-1
постоянная времени машины
Жесткость характеристики двигателя
Метод нулевого приближения:
В системе устанавливается такая движущая скорость, при которой момент равен моменту сопротивления.
Метод первого приближения
Из нулевого приближения получаем:
Будем считать:
?, ? - ?
Рассчитаем возмущающий момент из формулы:
И разложим в ряд Фурье
Сравним графики функции возмущающего момента и
Мы видим, что вид графиков примерно одинаковый, что говорит о верности выполнения расчетов
Найдем значение постоянной времени машины:
Найдем передаточные функции системы:
Найдем коэффициент неодномерности вращения
Заключение
В данной работе было проведено геометрическое и кинематическое исследование механизма. Были подобраны параметры механизма, обеспечивающие kv=1.3. Был произведен силовой расчет механизма. Был произведен статический расчет механизма для q=1200. Результаты, полученные с помощью статического расчета, сошлись с результатами общего решения для q=1200, что говорит о правильности произведенных вычислений.
Также было выполнено динамическое исследование механизма были построены характеристики двигателя. После построения частотных характеристик двигателя, в систему были добавлены: маховик и управление системы. Введение маховика уменьшает коэффициент неодномерности вращения, момент сопротивления с маховиком является величиной незнакопостоянной. Добавление управления в систему также уменьшает коэффициент неодномерности вращения, момент сопротивления остается величиной незнакопостоянной.